NO122693B - - Google Patents

Description

Elektrisk tennbart koplingselement for mekanisk betjening. Electrically ignited connecting element for mechanical operation.

Foreliggende oppfinnelse vedrører et elektrisk tennbart koplingselement. The present invention relates to an electrically ignitable connecting element.

Disse koplingselementér, også betegnet som aktuatorer, These connecting elements, also referred to as actuators,

er patronlignende utformede elementer, hos hvilke det ved hjelp av en i hylsen anbrakt drivsats, som forbrenner med forholdsvis lite gassutvikling, det blir beveget et likeledes i hylsen anbrakt stempel eller det blir bulet ut en metallhylse, for derved fjernstyrt å bevirke eller utløse for eksempel en koplingsprosess eller styringsprosess. Ten-ningen av drivsatsen skjer derved ved hjelp av et elektrisk utløsbart tennelement, henholdsvis en elektrisk tennpille. are cartridge-like designed elements, in which, with the help of a propellant placed in the sleeve, which burns with relatively little gas evolution, a piston likewise placed in the sleeve is moved or a metal sleeve is bulged out, in order to remotely cause or trigger, for example a coupling process or control process. The ignition of the drive unit thereby takes place with the help of an electrically releasable ignition element, respectively an electric igniter.

Det er kjent et koplingselement med stempel, ved hvilket en, i en hylse anordnet stempelføringstiylse, på sin utside er utstyrt med flater, slik at de drivgasser som utvikler seg etter tenning av drivsatsen kan nå ut mellom stempelføringshylsen og den ytre hylse fra tennsiden som.ligger på den ene siden av stempelet til baksiden av stempelet og således trykke stempelet inn i hylsen, slik at stempelet altså utøver en trekkvirkning eller en trykkvirkning på et med dette forbun-det element, som befinner seg utenfor koplingselémentet. A coupling element with a piston is known, in which a piston guide sleeve arranged in a sleeve is equipped on its outside with surfaces, so that the propellant gases that develop after ignition of the drive set can reach out between the piston guide sleeve and the outer sleeve from the ignition side. lies on one side of the piston to the rear of the piston and thus presses the piston into the sleeve, so that the piston thus exerts a pulling effect or a pressing effect on an element connected to it, which is located outside the coupling element.

Såvel ved dette som også ved andre kjente koplingselement ter, ved hvilke stempelet beveger seg i omvendt retning, altså i utoverrettet retning, er det vanskelig nøyaktig og sikkert å fiksere stempelet i sluttstillingene innenfor hylsen før og etter bevegelsen, noe som er viktig for eksempel ved anvendelsen av koplingselementet i en rakett, for å unngå en uønsket betjening. Both with this and with other known coupling elements, in which the piston moves in the opposite direction, i.e. in an outward direction, it is difficult to precisely and securely fix the piston in the final positions within the sleeve before and after the movement, which is important for example in the use of the coupling element in a rocket, to avoid an unwanted operation.

For å unngå disse ulemper blir det for et koplingselement med stempel ført i en hylse, samt i hylsen anordnet pyroteknisk blanding eller forsinkelsesladning med forkoplet elektrisk tenninnretning ifølge oppfinnelsen foreslått, at stempelet frem til utbrenning av blandingen henholdsvis forsinkelsesladningen blir holdt i sin utgangsstilling mot trykket fra en konstant innvirkende fjær, og at fjæren under hensyntagen til det beregnede stempelslag er tilmålt slik, at den etter stempelforskyvningen i sin sluttstilling fremdeles utøver et resttrykk på stempelet. In order to avoid these disadvantages, it is proposed for a coupling element with a piston carried in a sleeve, as well as a pyrotechnic mixture or delay charge arranged in the sleeve with a pre-connected electric ignition device according to the invention, that the piston is held in its initial position until the mixture or the delay charge burns out, against the pressure from a constantly acting spring, and that the spring, taking into account the calculated piston stroke, is sized so that after the piston displacement in its final position it still exerts a residual pressure on the piston.

Derved har man muligheten til på mange forskjellige må-ter å tilpasse koplingselementet til de forskjellige formål henholdsvis behov. For eksempel kan blandingen henholdsvis satsen være slik tilmålt, at den riktignok gir tilstrekkelig varme, men ikke utviklet trykk. Anordningen blir derved utformet slik, at stempelslaget blir utvirket ved hjelp av den tilsvarende tilmålte og utformede fjær, et-terat den varme som er blitt utviklet av den forbrennende blanding henholdsvis sats, har smeltet et metalledd som sperrer stempelet i utgangs; stilling mot fjærtrykket. Istedet for det smeltende metalledd kan det imidlertid også være anordnet et ved de opptredende temperaturer ikke-smeltende metalledd, for eksempel en stålskive, hvorved denne da er anordnet umiddelbart beliggende på blandingen henholdsvis satsen, slik at denne ved forbrenning av blandingen henholdsvis satsen på grunn av fjærtrykket i stigende grad blir trykket inn i det slagg som dannes og derved samtidig også stempelet blir beveget. Thereby, you have the opportunity to adapt the coupling element to the different purposes or needs in many different ways. For example, the mixture or the batch can be measured in such a way that it does indeed provide sufficient heat, but no pressure is developed. The device is thereby designed in such a way that the piston stroke is produced by means of the correspondingly measured and designed spring, and the heat which has been developed by the burning mixture or batch has melted a metal link which blocks the piston in exit; position against spring pressure. Instead of the melting metal joint, however, a non-melting metal joint at the occurring temperatures can also be arranged, for example a steel disc, whereby this is then arranged immediately on the mixture or the batch, so that this, upon combustion of the mixture or the batch due to the spring pressure is increasingly pressed into the slag that is formed and thereby simultaneously also the piston is moved.

På den annen side kan blandingen henholdsvis satsen selv-følgelig også være slik utmålt, at det ved forbrenningen utvikles et trykk, som er tilstrekkelig til å forskyve stempelet mot fjærtrykket. For å sikre at stempelet også etter at dette trykk er forsvunnet blir holdt i sin oppnådde sluttstilling, må anordningen være slik, at den på en eller annen måte blir sperret, for eksempel på den måte, at fjæren settes bak stempelet. On the other hand, the mixture and/or the batch can therefore also be measured in such a way that a pressure is developed during the combustion which is sufficient to displace the piston against the spring pressure. In order to ensure that even after this pressure has disappeared, the piston is kept in its achieved final position, the device must be such that it is blocked in some way, for example in such a way that the spring is placed behind the piston.

Oppfinnelsen er i det følgende nærmere forklart ved hjelp av eksempelet på utførelsen som er fremstilt på tegningene, som viser: Fig. 1 Et koplingselement med innoverrettet stempelbevegelse, Fig. 2, Et koplingselement med utoverrettet stempelbevegelse, The invention is explained in more detail in the following with the help of the example of the design shown in the drawings, which show: Fig. 1 A coupling element with inward piston movement, Fig. 2, A coupling element with outward piston movement,

. '' . I . '' . IN

Fig. 3 En variant til fig. 1, Fig. 3 A variant of fig. 1,

Fig. 4 Et annet koplingselement med utoverrettet stempelbevegelse Fig. 5 Et videre utførelseseksempel for et koplingselement med utoverrettet stempelbevegelse. I koplingselementet på fig. 1 er det i hylsen 1 anordnet røret 2 med den pyrotekniske blandingen 3- Den pyrotekniske blandingen kan for eksempel bestå av 30 til 7° prosent oksydasjonsmiddel, som ba-riumnitrat, blydioksyd eller lignende og 3° til 7° prosent reduksjons-midler som silisiumlegeringer, sirkon, sirkoniumhydrid, aluminium, magnesiumlegering, bor eller lignende eller den kan bestå av en kjent forsinkelsesladning. På den annen side er den pyrotekniske blanding 3 tildekket ved hjelp av den sentralt gjennomhullete skive /[. I den sentrale åpning 5 på skiven 4 er den elektrisk tennbare ladning 6 anbrakt, som står i metallisk forbindelse med tilførselsledningene 8 og 9, slik at ladningen 6 blir tent ved gjennomgang av en strøm. Mellom plusspolen 7 og den ombøyde kant lo på hylsen 1 er det anordnet en støt-tering 11. På sin annen side er den pyrotekniske blanding 3 tildekket med den lukkede skive 12, som for eksempel kan bestå av Woods metall eller om ønsket også av en legering som smelter ved høyere temperaturer for-" eksempel over 2oo°C. Denne skive er fiksert i sin stilling . ved hjelp av avstandshylsen 13 og støtteringen 14 med et sentralt hull 15- Støtteringen 14 blir holdt fast i den innoverbøyde enden l6 på hylsen 1. Det i avstandshylsen 13 førte stempel 17 har på sin ene side stiften 18 og på sin annen side den sylindriske ansats lg og blir holdt med stiften 18 stående på skiven 12 og med den kraveformede avsats 21 stående på støtteringen 14 i sin hvilestilling mot trykket fra fjæren 2o. Den gjennom åpningen 15 på støtteringen 14 ut av hylsen 1 førte ende 19a på ansatsen 19, er bestemt for tilkoplingen til et ikke vist element som skal betjenes. Fig. 4 Another coupling element with outwardly directed piston movement Fig. 5 A further design example for a coupling element with outwardly directed piston movement. In the coupling element of fig. 1 the tube 2 with the pyrotechnic mixture is arranged in the sleeve 1 3- The pyrotechnic mixture can for example consist of 30 to 7% oxidizing agent, such as barium nitrate, lead dioxide or the like and 3% to 7% reducing agents such as silicon alloys , zirconium, zirconium hydride, aluminium, magnesium alloy, boron or the like or it may consist of a known delay charge. On the other hand, the pyrotechnic mixture 3 is covered by means of the centrally perforated disc /[. In the central opening 5 on the disk 4, the electrically ignitable charge 6 is placed, which is in metallic connection with the supply lines 8 and 9, so that the charge 6 is ignited by the passage of a current. Between the positive coil 7 and the bent edge of the sleeve 1, there is arranged a shock ring 11. On the other hand, the pyrotechnic mixture 3 is covered with the closed disk 12, which can for example consist of Wood's metal or, if desired, also of a alloy which melts at higher temperatures, for example above 2oo°C. This disk is fixed in its position by means of the spacer sleeve 13 and the support ring 14 with a central hole 15. The support ring 14 is held firmly in the inwardly bent end l6 of the sleeve 1 The piston 17 carried in the spacer sleeve 13 has on one side the pin 18 and on the other side the cylindrical shoulder lg and is held with the pin 18 standing on the disc 12 and with the collar-shaped ledge 21 standing on the support ring 14 in its rest position against the pressure from the spring 20. The end 19a of the shoulder 19, which is led through the opening 15 of the support ring 14 out of the sleeve 1, is intended for the connection to an element not shown which is to be operated.

Blir tennladningen 6 tent over en til tilførselsledningen 8 og 9 tilsluttet ikke vist strømkilde, og via denne videre den pyrotekniske blanding 3, istedetfor hvilken det også kunne vært benyttet en forsinkelsesladning, og denne blir utbrent under utvikling av en forholdsvis liten gassmengde eller også fullstendig uten gassutvikling men med tilstrekkelig varmeutvikling, så smelter i hvert fall den del av skiven 12 som overdekker lystverrsnittet til røret 2, hvorved stempelet 17 samt stift l8 og ansats 19, 19a gir etter for trykket fra fjæren 2o og forskyves aksialt i retning mot røret 2, til det sitter på If the ignition charge 6 is ignited via a power source not shown connected to the supply lines 8 and 9, and via this further the pyrotechnic mixture 3, instead of which a delay charge could also have been used, and this is burnt out while developing a relatively small amount of gas or completely without gas development but with sufficient heat development, then at least the part of the disk 12 that covers the light cross-section of the tube 2 melts, whereby the piston 17 as well as pin l8 and shoulder 19, 19a yield to the pressure from the spring 2o and are displaced axially in the direction of the tube 2, until it is on

røret 2 henholdsvis den rest a<y> skiven 12 som befinner seg over dette, the pipe 2 or the rest a<y> disc 12 which is located above this,

i hvilken stilling stempelet sikkert blir holdt på grunn av resttryk-ket fra fjæren 2o. Via ansatsen 19, 19a blir derved det ikke viste koplings- eller styringselement eller lignende betjent på den ønskede måte. Den pyrotekniskeblanding henholdsvis forsinkelsesladningen 3 trenger ved tildekning med en ikke vist for eksempel av stål bestående metallplate ikke a forbrenne under varmeutvikling, da etter utbrenning av den fastpressede blanding 3 den pålagte plate på grunn av den under fjærtrykk stående stift l8 blir trykket inn i slaggen fra den forbrente pyrotekniske blanding in which position the piston is securely held due to the residual pressure from the spring 2o. Via the attachment 19, 19a, the not shown coupling or control element or the like is thereby operated in the desired manner. The pyrotechnic mixture or the delay charge 3, when covered with a metal plate not shown, for example consisting of steel, does not need to burn during heat generation, since after burning out the pressed mixture 3, the applied plate is pressed into the slag from the pin l8 under spring pressure the burnt pyrotechnic mixture

I utførelseseksempelet på fig. 2, hvor stempelet skal utføre en motsatt aksial bevegelse, er det anordnet praktisk talt de samme deler som i utførelseseksempelet på fig. 1. I motsetning hertil er imidlertid anordningen av stempelet 17 såvel som fjæren 2o eneannen og stempelet 17 er noe annerledes utformet og fastholdt, nemlig med er/ 22 på ansatsen 19 i den sentrale åpning 23 pa skiven 24 som tildekker den pyrotekniske blanding 3* Ved forbrenning av satsen 3 blir skiven 24 smeltet på grunn av den oppstående varme, eller det blir på ikke vist måte avlastet en tynn stålskive på grunn av forbrenningen av den pressede pyrotekniske sats 3> hvorved stempelet 17 med ansats 19 på grunn av det nu virkende trykk av fjæren 2o blir forskjøvet i pilret-ning til kolben 17's anslag mot støtteringen 14, hvorved den blir sikkert holdt i denne stilling på grunn av afe den enda tilstedeværende restspenning i fjæren. In the design example in fig. 2, where the piston is to perform an opposite axial movement, practically the same parts are arranged as in the design example in fig. 1. In contrast to this, however, the arrangement of the piston 17 as well as the spring 20 is the same and the piston 17 is designed and held somewhat differently, namely with er/ 22 on the shoulder 19 in the central opening 23 on the disc 24 which covers the pyrotechnic mixture 3* By combustion of the batch 3, the disc 24 is melted due to the rising heat, or a thin steel disc is relieved in a way not shown due to the combustion of the pressed pyrotechnic batch 3> whereby the piston 17 with the shoulder 19 due to the now acting pressure of the spring 20 is displaced in the direction of the arrow until the piston 17 abuts against the support ring 14, whereby it is securely held in this position due to afe the still present residual tension in the spring.

Utførelseseksempelet på fig. 3 tilsvarer i prinsippet The design example in fig. 3 corresponds in principle

det på fig. 1. Istedetfor å holde delene fast i hylsen 1 ved ombret-ningskanter lo og l6, er det ved enden av hylsen 1 skrudd på kapper that in fig. 1. Instead of holding the parts firmly in the sleeve 1 at the folding edges lo and l6, caps are screwed on at the end of the sleeve 1

25 og 26, noe som har den fordel, at montering av tennelementet der- 25 and 26, which has the advantage that mounting the ignition element there-

ved blir vesentlig forenklet og defekte deler kan bli utvekslet. For den aksiale riktige plassering av røret 2 som inneholder den pyrotekniske blandingen 3, er det anordnet en avsats 27 i hylsen 1. I motsetning til fig. 1, er videre tildekningen 28 av den pyrotekniske blanding 3 på stempelsiden ikke lagt på den ringformede endeflate til røret 2, men - utformet som stålskive - lagt nøyaktig passende i lysåpningen til røret 2 på den pyrotekniske blandingen henholdsvis forsinkelsesladningen 3* I motsetning til fig. 1, er den elektriske tennsats anbrakt i tennelementet 7» Anordningen av det elektriske tennelement er i prinsippet den samme som vist på fig. 1. is greatly simplified and defective parts can be exchanged. For the correct axial positioning of the tube 2 containing the pyrotechnic mixture 3, a ledge 27 is arranged in the sleeve 1. In contrast to fig. 1, the cover 28 of the pyrotechnic mixture 3 on the piston side is not placed on the annular end surface of the tube 2, but - designed as a steel disk - is placed precisely fitting in the light opening of the tube 2 on the pyrotechnic mixture or the delay charge 3* In contrast to fig. 1, the electric ignition set is placed in the ignition element 7" The arrangement of the electric ignition element is in principle the same as shown in fig. 1.

Ved koplingselementet på fig. 4 er fikseringen av stempelet 17aedansats 19, 19a og platen 31 som er skrudd på dens gjenge-tapp 3° gitt såvel før som også etter avfyringen.. Denne fiksering er fremkommet ved hjelp av den som sprengning utformede fjær 2o. Før av-fyring holder fjæren 2o stempelet 17, 19> 19a fast på blandingen 3 i direkte berøring med denne. Ved avfyringen glir stempelet 17 gjennom den derved seg forbigående utvidende fjær 2o. Etter stempelt 19's gjennomgang inntar fjæren 20 igjen sin opprinnelige form, hvdrved den setter seg bak bunnen til stempelet 17 og holder dette fast i sin nye stilling, nemlig en fremre sluttstilling. For å begrense den fremre sluttstilling er skrukappen 25 tilmålt på en hensiktsmessig måte, henholdsvis utstyrt med -en på tilsvarende måte utformet utvidelse 29-På samme måte som i utførelseseksempelet 4 skjer det ved utførelseseksempelet på fig. 5 en utskyvning henholdsvis utstøting av stempel 17, 19 > 19a» som i sin viste stilling blir holdt fast mot trykket fra fjæren 2o ved hjelp av tråden 33 som er ført gjennom boringen 32 i tappen 34 som er festet til stempelet. Blandingen 3 som kan ten-nes ved hjelp av tennelementet 7 er her slik tilmålt, at det etter sin tenning, dvs. ved sin forbrenning, smelter tråden 33 ve^ de ender som er hosliggende til blandingen 3* Derved kan så fjæren 2o bevege det nå frigitte stempel 17, 19, 19a fremover, hvorved dette i sin fremre sluttstilling er fiksert ved hjelp av det gjenblivende resttrykk fra fjæren 2o. In the case of the coupling element in fig. 4, the fixation of the piston 17a and seat 19, 19a and the plate 31 which is screwed onto its threaded pin 3° is given both before and after the firing. This fixation is achieved by means of the spring 2o designed as an explosion. Before firing, the spring 20 holds the piston 17, 19 > 19a firmly on the mixture 3 in direct contact with it. On firing, the piston 17 slides through the thereby temporarily expanding spring 2o. After the piston 19's passage, the spring 20 again assumes its original shape, whereupon it sits behind the bottom of the piston 17 and holds it firmly in its new position, namely a front end position. In order to limit the front end position, the screw cap 25 is measured in an appropriate way, respectively equipped with -a correspondingly designed extension 29-In the same way as in embodiment 4, it happens in the embodiment in fig. 5 a push-out or ejection of piston 17, 19 > 19a" which in its shown position is held firmly against the pressure from the spring 2o by means of the wire 33 which is passed through the bore 32 in the pin 34 which is attached to the piston. The mixture 3, which can be ignited with the aid of the ignition element 7, is measured here in such a way that after its ignition, i.e. upon its combustion, the wire 33 melts at the ends adjacent to the mixture 3* Thereby the spring 2o can move it piston 17, 19, 19a now released forward, whereby this is fixed in its front end position by means of the remaining residual pressure from the spring 2o.

Claims (2)

1. Koplingselement med stempel ført i en hylse, samt i hylsen anordnet pyroteknisk blanding eller forsinkelsesladning med forkoplet elektrisk tenninnretning, karakterisert ved at stempelet (17) frem til forbrenning av blandingen henholdsvis forsinkelsesladningen (3) blir holdt i sin utgangsstilling mot trykket fra en konstant innvirkende fjær (2o) , og at fjæren med hensyntagen til det beregnede stempelslag er tilmålt slik at den etter stempelets forskyv-ning, i sin sluttstilling fremdeles utøver et resttrykk på stempelet.1. Coupling element with a piston guided in a sleeve, as well as a pyrotechnic mixture or delay charge arranged in the sleeve with a pre-connected electrical ignition device, characterized in that the piston (17) is held in its starting position until the mixture or the delay charge (3) is burned until the mixture is burned, against the pressure from a constant acting spring (2o), and that the spring, taking into account the calculated piston stroke, is sized so that after the displacement of the piston, in its final position it still exerts a residual pressure on the piston. 2. Koplingselement ifølge krav 1, karakterisert ved at stempelet (17) blir holdt mot trykket fra fjæren (2o) ved hjelp av et, ved lav temperatur smeltende metalledd (12, 24, 33)*;3. Koplingselement ifølge k*av 1, karakterisert ved at stempelet (I7) blir holdt mot trykket fra fjæren (2o) ved hjelp av et, på blandingen henholdsvis forsinkelsesladningen (3) liggende metalledd (28), fortrinnsvis en stålskive.2. Coupling element according to claim 1, characterized in that the piston (17) is held against the pressure from the spring (2o) by means of a metal link (12, 24, 33) that melts at a low temperature*; 3. Coupling element according to k*av 1, characterized in that the piston (I7) is held against the pressure from the spring (2o) by means of a metal link (28), preferably a steel disc, lying on the mixture or the delay charge (3).